Спосіб аварійного захисту газотурбінного двигуна від підвищеної частоти обертання силової турбіни

1. Спосіб аварійного захисту газотурбінного двигуна від підвищеної частоти обертання силової турбіни, що здійснює аварійну зупинку при перевищенні заданих значень частоти обертання, використовує вимір частоти обертання та одержання 3 ґрунтованого спрацювання системи аварійного захисту. Для вирішення цієї задачі здійснюють затримку сигналу, за яким виконується аварійна зупинка при цьому термін затримки сигналу тим менший, чим більша похідна і чим більше відхилення від номінальних обертів. Термін затримки сигналу визначається за рівнянням  t  n A  n / n , де t - термін затримки, сек; nA - частота обертання, при котрій є ризик пошкодження агрегатів, об/хв; n - частота обертання, об/хв;  n - перша похідна від частоти обертання, (об/хв)/сек. Якщо при досягненні частоти аварійної зупинки (спрацюванні дискретного датчика) перша похідна не зменшується, виконують аварійну зупинку двигуна. Спосіб, що пропонується, є промислово придатним, новим та має винахідницький рівень. Дійсно, в порівнянні зі способом-прототипом в порядок дій по захисту двигуна включено нову дію, яка змінює властивості способу захисту. Спосіб може бути реалізований на базі стандартного мікропроцесорного обладнання, наприклад мікросхеми ATmega8535 фірми ATMEL. Ця мікросхема має частотні (для виміру частоти) та дискретні (для відцентрового датчика) входи, вбудовані таймери (для реалізації затримки) та достатні обчислювальні потужності для реалізації способу, що пропонується. Спосіб реалізується наступним чином. При одержанні сигналу про підвищену частоту обертання (шляхом виміру частоти обертання силової турбіни, або від відцентрового датчика), розраховують термін затримки сигналу на підставі значень частоти обертання та першої її похідної, які виміряні пристроями захисту. Термін затримки може дорівнювати нулю, якщо значення частоти Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 97058 4 обертання та першої її похідної великі. Якщо до спливу розрахованого терміну затримки значення частоти обертання нормалізується, то пристрій захисту переходить у режим очікування. Якщо частота обертання залишилась перевищеною, виконують аварійну зупинку двигуна. Якщо, здійснюється захист від підвищеної частоти обертання силової турбіни газотурбінного двигуна, що працює на електричний генератор (номінальна частота 3000 об/хв) в умовах автономної електростанції, то при частоті обертання силової турбіни більш ніж 3200 об/хв (на 7 % перевищення частоти при 4 % етатизму регулятора згідно з правилами) активізується система захисту, яка розраховує термін затримки сигналу на аварійну зупинку. При розрахунку терміну затримки вважається, що частота обертання силової турбіни, при котрій є ризик пошкодження двигуна або генератора, дорівнює 3500 об/хв. Цю частоту визначено через n А. Якщо перша похідна від частоти обертання силової турбіни дорівнює 100 об/хв/сек, то термін затримки згідно з наведеною вище формулою буде 3 сек. Коректно працюючий регулятор частоти обертання буде намагатися зменшити частоту обертання і, звісно, її першу похідну. Якщо при досягненні 3340 об/хв (спрацюванні дискретного датчика) перша похідна не зменшується, двигун треба зупиняти. Аварійну зупинку виконують також, якщо по завершенні терміну затримки частота обертання буде більше ніж 3340 об/хв. Система захисту переходить у режим очікування, коли частота обертання стає менше ніж 3200 об/хв. Економічний ефект від використання запропонованого технічного рішення можна порівняти з коштовністю наслідків аварійного відключення від енергопостачання. Для автономно працюючої електростанції в умовах півночі аварійне відключення може призвести до виходу з ладу системи опалювання міста, що може мати катастрофічні наслідки. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601